纳米材料制备与表征（理论与技术）

目录
前言
第1章 纳米材料及其性能 1
1.1 纳米材料的维度 1
1.1.1 零维纳米材料 2
1.1.2 一维纳米材料 3
1.1.3 二维纳米材料 4
1.2 纳米材料的基本效应 6
1.2.1 量子尺寸效应 6
1.2.2 表面效应 7
1.2.3 量子隧道效应 8
1.2.4 量子限域效应 9
1.3 纳米材料的基本性能 10
1.3.1 电学性质 10
1.3.2 光学性质 12
1.3.3 热学性质 15
1.3.4 力学性质 17
1.3.5 磁学性质 18
1.4 纳米材料的主要应用 19
1.4.1 光催化领域 19
1.4.2 光学领域 21
1.4.3 新能源领域 22
1.4.4 纳米磁性材料 25
1.4.5 超大规模集成电路 27
思考题 31
参考文献 31
第2章 纳米材料合成与制备 33
2.1 液相法合成与制备 33
2.1.1 形核与晶体生长 33
2.1.2 沉淀法 39
2.1.3 水热法与溶剂热法 41
2.1.4 溶胶-凝胶法 45
2.2 气相法合成与制备 49
2.2.1 蒸发凝聚法 49
2.2.2 化学气相沉积法 50
2.2.3 离子溅射法 52
2.3 固相法合成与制备 54
2.3.1 球磨法 54
2.3.2 喷气式超细粉碎法 57
2.3.3 固相反应法 58
2.3.4 固相烧结法 60
2.4 微纳加工与制备工艺 62
2.4.1 光学曝光技术 62
2.4.2 激光刻蚀技术 71
2.4.3 电子束刻蚀技术 74
2.4.4 聚焦离子束加工技术 79
思考题 84
参考文献 85
第3章 纳米材料表征方法 88
3.1 结构表征 88
3.1.1 X 射线衍射 88
3.1.2 扫描电子显微镜 93
3.1.3 透射电子显微镜 97
3.1.4 原子力显微镜 105
3.2 元素表征 109
3.2.1 X 射线光电子能谱 109
3.2.2 X 射线能量色散谱 114
3.3 光谱表征 119
3.3.1 紫外-可见光谱 119
3.3.2 红外光谱 123
3.3.3 拉曼光谱 131
思考题 138
参考文献 138
第4章 纳米材料制备实验 140
实验1 水热法制备TiO2 纳米材料 140
实验2 溶剂热法制备CdS 纳米材料 145
实验3 溶胶-凝胶法制备TiO2 纳米材料 148
实验4 静电纺丝法制备TiO2 纳米材料 152
实验5 电化学沉积法制备ZnO 纳米阵列薄膜 156
实验6 化学气相沉积法制备ZnO 纳米线 160
实验7 直流溅射法制备金属薄膜 163
实验8 高能球磨法制备Bi2Te3 纳米材料 168
实验9 聚合物电致发光器件的制备及性能表征 175
第5章 纳米材料表征实验 181
实验1 X 射线粉末衍射实验 181
实验2 扫描电子显微镜实验 188
实验3 选区电子衍射实验 194
实验4 表面增强拉曼散射实验 198
实验5 纳米材料比表面积的测定 205
实验6 原子力显微镜表征实验 212
实验7 光电催化表征实验 222
实验8 紫外-可见分光光度计实验 229
实验9 接触角表征实验 236
第6章 综合设计类实验 242
实验1 利用静电纺丝技术制备TiO2 纳米线及其结构相变、光催化性能的研究 242
实验2 表面增强拉曼基因传感芯片的制备及性能研究 254
实验3 ZnO 纳米管阵列的制备及其光电化学性能研究 263
实验4 TiO2/ZnO 异质结构纳米线阵列的制备及其光电性能研究 270
实验5 TiO2/Cu2O 核壳结构纳米线阵列的制备及光催化分解水制氢研究 278
实验6 稀土上转换发光纳米材料的制备及发光性能研究 289
实验7 基于再沉淀-包覆法制备纳米光敏剂及光动力性能的研究 300
实验8 硅PN 结光电探测器的制备及光电性能测试 307
实验9 锂离子电池的制备与电学性能测试 317
实验10 染料敏化太阳能电池的制备与性能测试 326
附录 常用仪器的使用方法及注意事项 335